Устройство для определения параметров турбулентности Советский патент 1983 года по МПК G06G7/57 

Изобретение относится к гидро и аэродинамике, а также измерительной технике и предназначено дли определения интенсивности турбулентности или кинетической эне гии пульсаций скорости. Известно устройство для определе ния среднеквадратичного отклонения, которое может использоваться для из мерения кинематической энергии пуль саций скорости. Оно содержит блок центрирования, вход которого являет ся входом устройства, а выход подключен к первому входу масштабного усилителя, выход которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный кон такт которого подключен к выходу ис точника эталонного напряжения, третий и четвертый неподвижные контакты переключателя соединены соответственно с вторым входом масштабного усилителя и с входом индикатора нул первый подвижный контакт переключателя подключен к входу квадратично. го детектора,выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого под ключен к выходу регулируемого источ ника опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя соединен с вторым ПОДВИЖНЕЛМ контактом переключателя, компаратор, первый вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, а второй вход подключен к дополнительному источнику опорного напряжения, выход компаратора через формирователь соединен с управляющим входом аналогового элемента памяти, вход которого через усилитель подключен к выходу блока центрирования а выход соединен с входом индикатоpaCl. Недостатками устройства являются сложность и зависимость погрешности измерения- от фазовых искажении масш табного усилителя и усилителя, что ограничивает сверху частотный диапазон. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для вычисления параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выходы которого ПОД ключены к входам первого и .второго фильтров, рыход первого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя, выход которого через квадратор и интегратор подключен к, первому входу блока сравнения, выход которого через блок рассогласования подключен к второму входу регулируемого усилителя, выход которого через третий фильтр, второй блок сравнения и Ьпок рассогласования подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра, а выход через переключатель соединен с вторым входом сумматора 2 . Недостатками известного устройства являются сложн9сть и плохие динамические качества, которые приводят к снижению надежности и росту погрешностей измерений, Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности . Цель достигается тем, что устройство для определения параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, регулируемый усилитель, выход которого соединен с входом первого квадратора,усилитель-интегратор, переключатель, источник опорного напряжения и блок сравнения,содержит второй квадратор и функциональный преобразователь с размыкающим кон(тактом переключателя, замыкающий контакт которого подключен к выходу источника опорного напряжения, подвижный контакт переключателя соединен с первым входом блока уравнения, выход Которого через последовательно соединенные интегратор и усилитель подключен к входу функционального преобразователя и к первому входу регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра, выход функционального преобразователя является выходом устройства. На чертеже представлена структурная схема устройства для определения параметров турбулентности. Устройство содержит датчик 1 полной скорости, второй фильтр 2, второй квадратор 3, переключатель 4, первый фильтр 5, регулируемый усилитель 6, первый квадратор 7, блок 8 сравнения интегратор 9, усилитель 10, функциональный преобразователь 11 и источник 12 опорного, напряжения. Скорость потока V преобразуется датчиком 1 в электрическое напряжение и . Фильтры 2 и 5 выделяют постоянную U2 и переменную U составляющие напряжение U соответственно. Напряжен.ие Ug усиливается усилителем б, квадратируется (); и в блоке сравнения 8 определяется разность напряжений и.. Ug K {KjU5)-K,U, где К,U; - коэффициент передачи и выходное напряжение i-ro блока соответственно. Напряжение Ug сглаживается интегратором 9 и усиливается уси;1ителем 10 ч,а (2) где черта означает сглаживание. Напряжение Uy поступает на вто рой вход регулируемого усилителя 6 и замыкает контур отрицательной обратной связи, причем в случае большого значения К разность в выражении (2) близка к нулю К,К Uj (3) Коэффициент передачи регулируем го усилителя определяют из выргикения (3) «.Vf .;|. Коэффициент передачи преобразов теля 11 устанавливается так V-4 что его выходное напряжение п - У Л Ч,ГТ,, цпропорционально измеряемой турбуле ности так как коэффициенты Кз,К-г и опорное нашряжение и - постоянные величины. Преобразователь 11 предназначен для формирования постоянного напряжения 0 , обратно пропорционёшьного коэффициенту передачи К усилителя 6. Бели изменить положение переключателя 4 и подключить его к источнику опорного напряжения, в оражение (1) преобразуется к виду щ(y щf-vt,„ аг где U постоянное опорное напряжение. Проделав преобразования, аналогичнью выражениям (2-6), определяют выходное напряжение преобраэо-вателя 11 W/ пропорциональное измеряемой кинетической энергии пульсаций скорости. Ввведение в схему новых блоков и связей между ними позволяет улучшить динамические свойства, что приводит к повышению точности измерений, а также упрощает схему.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТУЕБУЛЕНТЙОСТИ, содержа1цее датчик полной скорости, выход которого .подключен к входам первого; и второго фильтров, регул1фуе|«лй усилитель, выход которого соединен .с входом первого.квадратора, усилитель-йнт.егр.атрр, переключатель, источник опорного напряжения и блок сравнения, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, оно содержит, второй квадратор и функциональный преобразователь, причем выход второго фильтра через второй квадратор соединен с раэкелкаюшим контактом переключателя, замыкающий контакт которого подключен к выходу источника опорного напряжения, подвижиый контакт переключателя соединен с первым входом блока сравнения, выход которого через последовательно соединенные интегратор и усилитель подключен к входу функционального преобразователя и к первому входу регулируемого усилиv теля, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра, выход t функционального преобразователя является выходом устройства. Q С. 1 СО 00 ел I D « И П